Inovasi material komposit baru yang mampu memperbaiki diri hingga ribuan kali diprediksi dapat memperpanjang usia pakai pesawat dan satelit hingga berabad-abad.
Ilustrasi dibuat oleh AI.Ringkasan
- Peneliti mengembangkan material komposit baru yang mampu memperbaiki keretakan secara mandiri lebih dari 1.000 kali.
- Teknologi ini menggunakan elemen pemanas karbon dan agen penyembuh 3D-print untuk menyambung kembali lapisan yang terpisah.
- Material ini diprediksi mampu membuat komponen pesawat, mobil, dan pesawat luar angkasa bertahan hingga ratusan tahun.
PERNAHKAH kamu membayangkan sebuah pesawat yang bisa "mengobati" luka atau retakan pada sayapnya sendiri layaknya kulit manusia?
Kedengarannya seperti film fiksi ilmiah, namun para peneliti dari North Carolina State University (NC State) baru saja mewujudkannya.
Mereka menciptakan material komposit self-healing yang diklaim bisa bertahan hingga ratusan tahun, jauh melampaui usia pakai material konvensional saat ini.
Material yang dimaksud adalah fiber-reinforced polymer (FRP). Biasanya, material ini digunakan pada sayap pesawat, bilah turbin angin, hingga bodi mobil balap karena sifatnya yang kuat namun ringan.
Masalah utamanya sejak tahun 1930-an adalah delaminasi, yaitu kondisi di mana lapisan-lapisan serat terpisah akibat retakan kecil.
Jika biasanya komponen ini hanya bertahan 15 hingga 40 tahun sebelum akhirnya dibuang, teknologi baru ini bisa membuatnya awet hingga 500 tahun!
Rahasia dari kehebatan material ini terletak pada dua fitur tambahan yang disematkan ke dalam serat karbon atau kaca.
Pertama, peneliti menggunakan printer 3D untuk mencetak "agen penyembuh" termoplastik di antara lapisan serat. Pola ini membuat material dua hingga empat kali lebih kuat sejak awal.
Kedua, ada lapisan pemanas berbasis karbon yang sangat tipis. Ketika ada retakan terdeteksi, arus listrik dialirkan ke lapisan pemanas ini.
Suhu yang naik akan mencairkan agen penyembuh, membiarkannya mengalir ke dalam celah retakan, dan merekatkan kembali lapisan yang terpisah. Begitu dingin, material kembali kokoh seperti sedia kala.
Dalam uji coba yang ekstrem, tim peneliti melakukan siklus "retak-dan-sembuh" sebanyak 1.000 kali berturut-turut selama 40 hari. Hasilnya? Material tersebut tetap berfungsi dengan baik.
"Kami menemukan bahwa ketahanan retak material ini tetap jauh di atas komposit biasa, bahkan setelah ratusan kali diperbaiki," ujar Jack Turicek, penulis utama studi tersebut.
Menurut Jason Patrick, profesor di NC State sekaligus pemimpin riset ini, teknologi tersebut akan memangkas biaya perawatan dan tenaga kerja secara drastis.
Industri tidak perlu lagi sering-sering mengganti suku cadang yang rusak, yang artinya juga mengurangi limbah industri secara signifikan.
Aplikasi paling krusial tentu saja pada teknologi luar angkasa. Di luar angkasa, melakukan perbaikan manual adalah misi yang hampir mustahil dan sangat berbahaya.
Dengan material yang bisa memperbaiki diri sendiri, satelit atau pesawat ruang angkasa dapat terus beroperasi meski terkena hantaman mikrometeoroid kecil.
Teknologi self-healing sedang menjadi tren global dalam dunia teknik material. Melansir dari Nature Materials, pengembangan material pintar kini beralih dari sekadar "kuat" menjadi resilien (tangguh dan adaptif).
Selain metode termal seperti yang dikembangkan NC State, ada juga riset menggunakan mikrokapsul berisi cairan kimia yang pecah saat retakan terjadi (metode kimiawi).
Namun, keunggulan metode dari NC State ini adalah kemampuannya untuk melakukan penyembuhan berulang kali pada titik yang sama, sesuatu yang sulit dilakukan oleh metode kapsul sekali pakai.
Kini, Jason Patrick telah mematenkan teknologi ini melalui perusahaan rintisannya, Structeryx Inc.
Ia berharap bisa segera bekerja sama dengan industri otomotif dan penerbangan untuk menerapkan "kulit ajaib" ini pada kendaraan masa depan.
Disadur dari Tech Xplore - Self-healing composite can make airplane, automobile and spacecraft components last for centuries.
Posting Komentar